孔凡杜 邵銀川 鄒雙英 劉柱 劉啟民 馬亞弟 梁興光 李慶林

摘要： 為給地源熱泵系統(tǒng)管理和維護、淺層地熱能開發(fā)利用工程節(jié)能減排效果評價及淺層地熱能開發(fā)利用的推廣提供依據(jù)，以山東省東昌府區(qū)婦幼保健院嘉明分院為例，利用監(jiān)測的地源熱泵系統(tǒng)能效監(jiān)測系統(tǒng)，對地源熱泵系統(tǒng)低負荷運行狀態(tài)下能效進行了分析，對效益潛力進行了評價。該套系統(tǒng)機組、系統(tǒng)名義能效均達到了1級標準，根據(jù)其2022年制冷季能效監(jiān)測，該套系統(tǒng)機組、系統(tǒng)制冷能效比與系統(tǒng)負荷存在正相關(guān)關(guān)系，由于建筑物室內(nèi)用戶側(cè)使用率較低，系統(tǒng)負荷不高，實際的機組和系統(tǒng)制冷能效比較低，系統(tǒng)實際使用效益不佳。按照典型年采用溫頻法計算了系統(tǒng)的制冷季效益潛力，即制冷季常規(guī)能源代替量94403kgce，熱源價值84971元，節(jié)能的熱源價值制冷季一次能源節(jié)能率40.90%，供冷期二氧化碳減排量233175kg，二氧化硫減排量1888kg，粉塵減排量944kg。

關(guān)鍵詞： 淺層地熱能；地源熱泵系統(tǒng)；低負荷；效益潛力

中圖分類號： P314 ????文獻標識碼： A ???doi：10.12128/j.issn.1672 6979.2023.03.007

引文格式： 孔凡杜，邵銀川，鄒雙英，等.地源熱泵系統(tǒng)低負荷運行狀態(tài)下能效分析及效益潛力評價研究［J］.山東國土資源，2023，39（3）：44 50.KONG Fandu， SHAO Yinchuan， ZOU Shuangying， et al. Study on Energy Efficiency and Benefit Potential Evaluation of Ground Source Heat Pump System under Low Load Operation［J］.Shandong Land and Resources，2023，39（3）：44 50.

0 引言

淺層地熱能是蘊藏在地表以下一定深度范圍內(nèi)巖土體、地下水和地表水中具有開發(fā)利用價值的熱能［1］，主要采用地源熱泵技術(shù)，將蘊藏在淺層地下的低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能，既可以用于供熱又可以用于制冷，是一種清潔、節(jié)能、可持續(xù)利用的綠色能源［2］，利用前景廣闊［3 5］。開發(fā)利用淺層地熱能對建設美麗中國具有非常重要的意義，是構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會、保障能源安全、改善現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)、促進節(jié)能減排戰(zhàn)略目標的重要措施［6 9］。

山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊在山東省聊城市東昌府區(qū)開展了淺層地熱能開發(fā)利用示范工程建設項目，項目依托東昌府區(qū)婦幼保健院嘉明分院建設 工程，安裝精準能效監(jiān)測系統(tǒng)1套并開展了制冷季（夏季）能效監(jiān)測工作。由于工程剛剛建成，建筑物用戶側(cè)使用率不高（目前僅為15%左右），工程的地源熱泵系統(tǒng)處于低負荷運轉(zhuǎn)中，淺層地熱能開發(fā)利用效益不佳，為了給地源熱泵系統(tǒng)管理和維護、淺層地熱能開發(fā)利用工程節(jié)能減排效果評價及淺層地熱能開發(fā)利用的推廣提供依據(jù)，對地源熱泵系統(tǒng)低負荷運行狀態(tài)下制冷季能效分析及效益潛力評價進行了研究。

1 區(qū)域背景條件

聊城市地處山東省西部，為黃河沖積平原，地勢平坦，自西南向東北傾斜，平均坡降約1/7500，海拔高度27.5～49.0m，屬于溫帶季風氣候區(qū)，具有顯 著的季節(jié)變化和季風氣候特征，屬半干旱大陸性氣候。聊城春季干旱多風，回暖迅速，光照充足，太陽輻射強；夏季高溫多雨，雨熱同季；秋季天高氣爽，氣溫下降快，太陽輻射減弱。聊城市年平均氣溫為13.5℃，氣溫的季節(jié)變化明顯，冬季氣溫最低，1月最冷，平均氣溫為 1.8℃；夏季氣溫最高，7月最熱，平均氣溫為26.8℃。極端最高氣溫為41.8℃（2002年、2009年），極端最低氣溫為 22.3℃（1990年）。聊城地區(qū)制熱季（冬季）每年11月中旬至次年3月下旬，制冷季（夏季）6—9月。

２ 地源熱泵系統(tǒng)概況

2.1 工程概況

東昌府區(qū)婦幼保健院嘉明分院建設工程位于聊城市東昌府區(qū)閻寺街道鄧王村東北約500m處，建筑面積37729m2，擬服務面積27000m2，場地總面積23160m2，淺層地熱能可利用面積12940m2。系統(tǒng)設計總冷負荷2742kW，熱負荷2779.8kW。

2.2 地源熱泵系統(tǒng)

該工程地源熱泵系統(tǒng)類型為地埋管地源熱泵系統(tǒng)，系統(tǒng)包括室外系統(tǒng)和機房系統(tǒng)。室外系統(tǒng)設備主要為地埋管換熱器及其聯(lián)管，該工程共施工地埋管換熱鉆孔619個，單孔設計深度100m，實際總工程量61924.98m，孔徑150mm，換熱孔間距4m，分布于建筑物周邊（圖1）；地埋管采用單U型DN32PE100高密度聚乙烯管，地埋管總長度約41800m。機房系統(tǒng)主要設備包括水源熱泵機組、循環(huán)水泵、定壓補水裝置、自動軟化水裝置、軟化水箱和空調(diào)側(cè)分（集）水器等（表1）。

2.3 監(jiān)測系統(tǒng)

本次安裝了水源熱泵機組精準能效監(jiān)測系統(tǒng)1套，組成的設備有：電磁流量計4臺、管道溫度傳感器4套、三相電度表12只、電流互感器36只、室內(nèi)溫度傳感器1套、設備防護箱2套、數(shù)字信號隔離轉(zhuǎn)換器18個、壓力傳感器2個、采集傳輸終端2套、太陽能室外溫度采集傳輸裝置1套及數(shù)據(jù)傳輸電纜300m。

本次能效監(jiān)測為自動監(jiān)測，能效信息數(shù)據(jù)采集終端通過管道溫度、壓力、流量、耗電量等傳感器定時采集數(shù)據(jù)，然后通過地溫數(shù)據(jù)傳輸終端經(jīng)移動網(wǎng)絡上傳至服務器。采集和傳輸頻率可在終端上設置，本次設置的監(jiān)測頻率為30min/次。

2.4 系統(tǒng)運行情況

該工程地源熱泵系統(tǒng)制冷工況從2022年5月31日開始，至2022年10月17日結(jié)束，累計運行140d（7月17日后部分監(jiān)測設備故障，受疫情影響暫時無法前往檢修）。根據(jù)5月31日至7月17日系統(tǒng)制冷季負荷與氣溫動態(tài)曲線圖（圖2）可以看出，初期由于醫(yī)院僅啟用了辦公樓部分辦公室，系統(tǒng)負荷較低。2022年6月10日起，醫(yī)院開始搬遷工作，2022年6月19—29日，使用規(guī)模達到最大，建筑物室內(nèi)用戶側(cè)使用率幾乎達到了最大，同時由于氣溫的升高，地源熱泵系統(tǒng)開始大規(guī)模使用，最大負荷達到916.21kW。隨著搬遷工作的結(jié)束，醫(yī)院內(nèi)僅有部分建筑投入使用，室內(nèi)用戶側(cè)使用率僅有15%左右，系統(tǒng)負荷出現(xiàn)了較大幅度的下降。之后系統(tǒng)負荷主要隨著氣溫的變化而變化。由此可見，影響地源熱泵系統(tǒng)負荷的因素主要為建筑使用率和氣溫，建筑使用率越高、氣溫越高，系統(tǒng)負荷越大，反之亦然。

由于該建筑工程機房電力系統(tǒng)故障，系統(tǒng)制熱期（冬季）未取得監(jiān)測數(shù)據(jù)，本次僅對制冷季（夏季）系統(tǒng)效益進行初步分析研究。

3 能效分析

3.1 機組能效

3.1.1 名義能效

本工程水源熱泵機組共3臺，機組額定制冷量775.6kW，制冷輸入功率118.7kW。水源熱泵機組制冷能效比、制熱性能系數(shù)按公式1～2計算［13］：

EER= Q Ni ?（式1）

COP= Q Ni ?（式2）

式中： EER —水源熱泵機組的制冷能效比；

COP —水源熱泵機組的制熱性能系數(shù)；

Q —機組的制冷（熱）量（kW）；

Ni —機組的制冷（熱）輸入功率（kW）。

通過以上公式計算，該工程水源熱泵機組名義制冷能效比為6.53，名義制熱性能系數(shù)為4.82。

水（地）源熱泵機組全年綜合性能系數(shù)就是水（地）源熱泵機組在名義制冷工況和名義制熱工況下滿負荷運行時的能效，與多個典型城市的辦公建筑按制冷、制熱時間比例進行綜合加權(quán)得到全年性能系數(shù)［14 15］。按公式3計算水源熱泵機組全年綜合性能系數(shù)（ ACOP ）：

ACOP=0.56EER+0.44COP （式3）

按照表2的標準對水源熱泵機組進行能效等級劃分。

通過計算該工程的水源熱泵機組的名義全年綜合性能系數(shù)（ACOP）為5.79，該工程單臺水源熱泵機組的名義制冷量（CC）775.6kW，因此該工程的水源熱泵機組名義能效等級為1級。

3.1.2 實際能效

根據(jù)2022年5月31日—7月16日的監(jiān)測數(shù)據(jù)，機組的實際制冷能效比日平均值為3.91～10.13（圖3）。從圖中還可以看出，運行的初期（2022年5月31日—6月11日）機組制冷能效比較高，平均7.57，且變化幅度較大，由于機組運行尚未穩(wěn)定，其能效不具有代表性；6月12日—6月21日機組制冷能效比平均5.53，先有所減小之后逐漸升高，且變化幅度隨著機組使用時間逐漸減??；2022年6月22—29日，醫(yī)院開始大規(guī)模搬遷工作，地源熱泵系統(tǒng)開始大規(guī)模使用，機組制冷能效比有一定的提高，當負荷增大至一定數(shù)值時（負荷約916kWh，負荷率約39%）機組制冷能效比再無明顯增加，平均6.26，與機組的名義制冷能效比6.53相差不大，說明此時機組運行達到了較好的狀態(tài)；之后隨著醫(yī)院搬遷工作的逐漸完成，系統(tǒng)運行負荷降低，機組制冷能效比也隨著降低，可見機組制冷能效比與負荷存在一定的正相關(guān)關(guān)系。由于系統(tǒng)負荷率［16］較低，機組能效總體不高，平均2.42。

3.2 系統(tǒng)能效

3.2.1 名義能效

該工程地源熱泵系統(tǒng)主要的能耗設備除了水源熱泵機組外，還有循環(huán)水泵和定壓補水裝置。其中循環(huán)水泵有8臺（空調(diào)側(cè)和地源側(cè)各4臺），6臺使用2臺備用，單臺水泵功率30kW；定壓補水裝置共2臺（空調(diào)側(cè)和地源側(cè)各1臺），每臺分別配備2臺補水泵，1臺使用1臺備用，單臺水泵功率空調(diào)側(cè)0.55kW，地源側(cè)0.75kW。地源熱泵系統(tǒng)制冷能效比、制熱性能系數(shù)按公式4—公式7計算：

EERSYS= QSC ∑Ni+∑Nj ?（式4）

COPSYS= QSH ∑Ni+∑Nj ?（式5）

QSC=∑ni=1qciΔTi （式6）

QSH=∑ni=1qhiΔTi （式7）

式中： EERSYS —地源熱泵系統(tǒng)的制冷能效比；

COPSYS —地源熱泵系統(tǒng)的制熱性能系數(shù)；

QSC —地源熱泵系統(tǒng)累計制冷量（kWh）；

QSH —地源熱泵系統(tǒng)累計制熱量（kWh）；

∑Ni —地源熱泵系統(tǒng)所有熱泵機組消耗的電量（kWh）；

∑Nj —地源熱泵系統(tǒng)其他設備消耗的電量（kWh）；

qci —地源熱泵系統(tǒng)第 i 時段制冷量（負荷）（kW）；

qhi —地源熱泵系統(tǒng)第 i 時段制熱量（負荷）（kW）；

ΔTi —第 i 時段持續(xù)時間（h）；

n —地源熱泵系統(tǒng)采集數(shù)組數(shù)。

通過計算，理論上該工程地源熱泵系統(tǒng)滿負荷運行時系統(tǒng)制冷能效比（ EERSYS ）為4.33，系統(tǒng)制熱性能系數(shù)（ COPSYS ）為3.51。

按照表3對地源熱泵系統(tǒng)性能級別進行劃分［13］，該工程地源熱泵系統(tǒng)性能級別夏季為1級，冬季為1級，綜合級別為1級。

3.2.2 實際能效

根據(jù)2022年5月31日—7月16日的監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的每日實際制冷能效比0.09～6.19，平均2.20（圖4）。已知系統(tǒng)的名義制冷能效比為4.33，可以看出系統(tǒng)的制冷能效比前期大部分時間低于其名義值，說明系統(tǒng)早期運行未達到穩(wěn)定狀態(tài)，造成系統(tǒng)制冷能效較低。從系統(tǒng)制冷能效曲線圖中可以看出，系統(tǒng)制冷能效比與系統(tǒng)運行負荷存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，開始時系統(tǒng)制冷能效比隨著系統(tǒng)運行負荷的增加而增加，當負荷增大至一定數(shù)值時（負荷約916kWh，負荷率約39%）系統(tǒng)制冷能效比便不明顯增加，而是趨于穩(wěn)定，此時平均值為4.39，已達到夏季系統(tǒng)性能1級級別，并略大于系統(tǒng)名義制冷能效比，進一步說明系統(tǒng)制冷運行狀態(tài)良好，并逐漸達到了最佳狀態(tài)并趨于穩(wěn)定。之后隨著系統(tǒng)負荷的降低，系統(tǒng)制冷能效比也隨之降低。

3.3 規(guī)律分析

通過以上能效分析可以看出，該套系統(tǒng)機組、系統(tǒng)制冷能效比與系統(tǒng)負荷存在正相關(guān)關(guān)系，可以采用建筑使用率最大的2022年6月19日—29日的監(jiān)測資料來研究二者的相關(guān)關(guān)系。首先以系統(tǒng)負荷為X軸、以系統(tǒng)能效比為Y軸將監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制與直角坐標系中，利用EXCEL趨勢線功能［17］，為各坐標點添加趨勢線，通過對不同趨勢線類型對比發(fā)現(xiàn)，對數(shù)型的趨勢線擬合程度最高（R2=0.8137），最終得到擬合曲線公式8。

EERSYS=0.701 ln （qci）-0.1546 （式8）

4 效益潛力分析

4.1 實際效益

以常規(guī)能源代替量的熱源價值為指標來評價地源熱泵系統(tǒng)的制冷季經(jīng)濟效益。

制冷季常規(guī)能源代替量按公式9進行計算：

Qsc=Qtc-Qrc （式9）

式中： Qsc —制冷季常規(guī)能源代替量（kgce）；

Qtc —制冷季傳統(tǒng)系統(tǒng)的總能耗（kgce）；

Qrc —制冷季地源熱泵系統(tǒng)的總能耗（kgce）。

系統(tǒng)相對于常規(guī)供冷方式的一次能源節(jié)能率按公式10計算：

ηc= Qsc Qtc ?（式10）

式中： ηc —制冷季一次能源節(jié)能率（%）；

對于空調(diào)系統(tǒng)，傳統(tǒng)系統(tǒng)的總能耗 Qtc 可按公式11計算：

Qtc= DQc EERt ?（式11）

式中： QC —制冷季累計冷負荷（kWh）；

D —每度電折合所耗標準煤量（kgce/kWh）；

EERt —傳統(tǒng)制冷空調(diào)方式的系統(tǒng)能效比，可按表4確定，取2.8。

制冷季地源熱泵系統(tǒng)的總能耗 Qrc 可按公式12計算：

Qrc=DNC （式12）

式中： NC —制冷季地源熱泵系統(tǒng)累計耗電量（kWh）。

制冷季地源熱泵系統(tǒng)常規(guī)能源代替量的熱源價值按公式13：

Vc=P Qscq 3.6 ?（式13）

式中： Cs —地源熱泵系統(tǒng)的年節(jié)約費用（元/年）；

P —常規(guī)能源的價格（元/kWh）；

q —標準煤熱值（MJ/kgce），取29.307MJ/kgce。

常規(guī)能源價格 P 按公式14計算：

P= Pr R ?（式14）

式中： Pr —當?shù)孛旱膬r格（元/kg），取當?shù)禺斍懊禾績r格0.900元/kg；

R—煤的熱值（kWh/kg），取8.14kWh/kg；

地源熱泵系統(tǒng)的二氧化硫減排量應按公式15計算：

QCO2=QsVCO2 （式15）

式中： QSO2 —二氧化碳減排量（kg/年）；

VCO2 —標準煤的二氧化碳排量因子，取2.47。

地源熱泵系統(tǒng)的二氧化硫減排量應按公式16計算：

QSO2=QsVSO2 （式16）

式中： QCO2 —二氧化硫減排量（kg/年）；

VSO2 —標準煤的二氧化硫排量因子，取0.02。

地源熱泵系統(tǒng)的粉塵減排量應按公式17計算：

Qfc=QsVfc （式17）

式中： Qfc —粉塵減排量（kg/年）；

Vfc —標準煤的粉塵排量因子，取0.02。

根據(jù)本次監(jiān)測數(shù)據(jù)，2022年5月31日—7月16日地源熱泵系統(tǒng)累計耗電量 NC 為107191kWh，累計冷負荷 QC 為281659kWh，每度電折合所耗標準煤量為0.32kgce/kWh，代入以上公式可以計算出制冷季常規(guī)能源代替量 Qsc 為 2111.52kgce?？梢姡到y(tǒng)實際的效益較差，總體上未能達到節(jié)能效果。

根據(jù)前文分析，該系統(tǒng)制冷能效比與系統(tǒng)負荷呈正相關(guān)的關(guān)系，由于在監(jiān)測期間大多時間室內(nèi)末端系統(tǒng)使用率較低，造成系統(tǒng)負荷較低，進而使得系統(tǒng)制冷能效比降低。根據(jù)公式8可知，系統(tǒng)制冷能效比與系統(tǒng)耗電量呈反比，系統(tǒng)制冷能效比低，對應的系統(tǒng)相對耗電量增加，從而降低了系統(tǒng)的節(jié)能效果。

4.2 系統(tǒng)效益潛力分析

地源熱泵系統(tǒng)效益潛力，即為在當?shù)貧夂驐l件下，建筑物室內(nèi)用戶側(cè)全部使用時的地源熱泵系統(tǒng)最大可節(jié)能的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

對于一套地源熱泵系統(tǒng)來說，在當?shù)貧夂驐l件下，當?shù)刈罡邭鉁貢r系統(tǒng)冷負荷不得大于機組最大制冷量，以此為條件，采用溫頻法［18］來計算制冷季系統(tǒng)最大累計冷負荷。制冷季累計冷負荷按公式18計算：

QO= tN-tO tN-tE QE （式18）

式中： QO —室外溫度為 tO 時的建筑物冷負荷（kW）；

tN —建筑物夏季室內(nèi)設計溫度（℃）；

tO —建筑物夏季室外溫度（℃）；

tE —建筑物夏季室外監(jiān)測溫度（℃）；

QE —供室外溫度為 tE 時的建筑物冷負荷（kW）。

室外溫度按典型年數(shù)據(jù)選?。▍⒖肌吨袊ㄖ岘h(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》），聊城市室外最高溫度37.2℃，室內(nèi)設計溫度24℃，對應的建筑物冷負荷就是機組最大制冷量2326.8kW。根據(jù)公式求出每一溫頻下的冷負荷，再將冷負荷與對應溫頻下的小時數(shù)相乘并累加即可算出制冷季累計冷負荷 QC 。不同冷負荷對于的系統(tǒng)制冷能效比參與公式8計算，具體計算結(jié)果見表5。

通過計算，該系統(tǒng)典型年制冷季累計冷負荷為2019797.94kWh，系統(tǒng)累計能耗426348.1kWh。代入公式9～15，系統(tǒng)制冷季地源熱泵系統(tǒng)的總能耗136431kgce，制冷季傳統(tǒng)系統(tǒng)的總能耗230834kgce，制冷季常規(guī)能源代替量94403kgce，熱源價值84971元，節(jié)能的熱源價值制冷季一次能源節(jié)能率40.90%，供冷期二氧化碳減排量233175kg，二氧化硫減排量1888kg，粉塵減排量944kg。

5 討論

（1）由于建筑工程機房電力系統(tǒng)故障，系統(tǒng)制熱季（冬季）未取的監(jiān)測數(shù)據(jù)，本次僅對制冷季（夏季）系統(tǒng)效益進行初步分析研究。對于系統(tǒng)供熱季的能效分析和效益潛力評價亦可采用本次方法開展。

（2）本次工作對系統(tǒng)效益潛力的分析未考慮場地地下巖土體冷熱均衡問題［19 20］，該工程已建立了場地地溫場的監(jiān)測系統(tǒng)，下一步根據(jù)其長期監(jiān)測資料，開展場地地下巖土體冷熱動態(tài)均衡狀態(tài)下系統(tǒng)能效及效益潛力的分析評價工作，為其淺層地熱能的科學高效利用提供依據(jù)。

6 結(jié)論

（1）該套系統(tǒng)機組名義制冷能效比為6.53，名義制熱性能系數(shù)為4.81，水源熱泵機組的全年綜合性能系數(shù)為5.78，機組能效等級為1級。系統(tǒng)名義制冷能效比為4.33，系統(tǒng)制熱性能系數(shù)為3.51，系統(tǒng)性能級別夏季為1級，冬季為1級，綜合級別為1級。

（2）該套系統(tǒng)機組、系統(tǒng)制冷能效比與系統(tǒng)負荷存在正相關(guān)關(guān)系。由于建筑物室內(nèi)用戶側(cè)使用率較低，系統(tǒng)負荷不高，實際機組和系統(tǒng)制冷能效比較低，系統(tǒng)實際制冷效果和效益不佳。

（3）按照典型年計算系統(tǒng)的效益潛力，即制冷季常規(guī)能源代替量94403 kgce，熱源價值84971元，節(jié)能的熱源價值制冷季一次能源節(jié)能率40.90%，供冷期二氧化碳減排量233175kg，二氧化硫減排量1888kg，粉塵減排量944kg。

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Study on Energy Efficiency and Benefit Potential Evaluation of ??Ground Source Heat Pump System under Low Load Operation

KONG Fandu， SHAO Yinchuan， ZOU Shuangying， LIU Zhu， LIU Qimin， MA Yadi， LIANG Xingguang， LI Qingling

（No.1 Exploration Brigade of Shandong Coalfield Geology Bureau，Research Center for Low Carbon Energy and Carbon Neutralization Engineering，Shandong Qingdao 266500， China）

Abstract： For shallow geothermal energy development and utilization projects with low utilization rate on the user side of buildings， the ground source heat pump system is in low-load operation， which is often not energy efficient and has poor benefits. In order to provide a basis for the management and maintenance of ground source heat pump system， the evaluation of energy saving and emission reduction effects of shallow geothermal energy development and utilization projects， and the promotion of shallow geothermal energy development and utilization， taking Jiaming branch hospital of Dongchangfu Maternal and Child Health Care Hospital as an example， the energy efficiency of ground source heat pump system under low load operation has been analyzed by using the monitored ground source heat pump system energy efficiency monitoring system， and the benefit potential has been evaluated. According to refrigeration season energy efficiency monitoring in 2022， the energy efficiency ratio of this system unit and system refrigeration has a positive correlation with the system load. Due to the low utilization rate of the indoor user side of the building， the system load is not high， the actual unit and system cooling energy efficiency is relatively low， and the actual use of the system is not good. In this paper， the cooling season benefit potential of the system has been calculated by using the temperature frequency method according to the typical year， that is， the conventional energy substitution amount in the cooling season is 94403kgce， the heat source value is 84971 yuan， the energy-saving heat source value is 40.90% in the primary energy saving rate in the cooling season， the carbon dioxide emission reduction is 233175kg， the sulfur dioxide emission reduction is 1888kg， and the dust emission reduction is 944kg.

Key words： Shallow geothermal energy; ground source heat pump system; low load; benefit potential